自動變速器效率提升方法

蘇俊元，于忠貴，關崴，姚書濤，王墨

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自動變速器效率提升方法

蘇俊元，于忠貴，關崴，姚書濤，王墨

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章對自動變速器效率影響因素進行分析，闡述了拖曳損失、油泵排量、攪拌損失對自動變速器效率的影響。

拖曳損失；油泵排量；攪拌損失

1 引言

隨著國家油耗法規日益嚴格，自動變速器傳動效率更加被重視。在乘用車領域，自動變速器的機械傳動效率是評判自動變速器優劣的一項重要指標。本文主要對AT自動變速器進行效率影響因素進行分析，闡述了減少拖曳、減小油泵排量、減小攪拌損失對自動變速器效率提升的重要性。

2 自動變速器效率提升原理

自動變速器（AT）在工作時，面臨很多種損失：液力變矩器的損失、油泵損失、離合器摩擦組件拖曳損失、高速攪油損失等等。損失的多少最終體現在自動變速器傳動效率上。通常的機械效率不涵蓋液力變矩器，本文主要研究油泵損失、離合器摩擦組件拖曳損失、高速攪油損失。

分別拆掉變速器不同零部件，進行損失試驗，進行比對，得到以下結論：

（1）低轉速條件下：損失構成主要是離合器摩擦組件拖曳損失、油泵扭矩損失、齒輪攪油損失。

（2）高轉速條件下：在檔狀態下逐一拆掉摩擦片，損失降低幅度有限，并不明顯。油泵損失隨轉速上升，損失的構成中，攪油損失急劇增加。

圖1 固定檔位損失隨轉速變化示意圖

產生的結果與損失原理吻合，摩擦片的拖曳扭矩在一定轉速內，隨轉速升高而升高，到達一定轉速，隨著離心力的逐漸增大，油膜破裂，導致拖曳扭矩下降，直至無油膜狀態。而攪拌損失，主要由差速器、主減齒輪產生，損失的大小與攪拌的油量、攪拌的轉速呈正相關關系。

3 自動變速器效率提升方法

著重解決拖曳損失、油泵損失、攪拌損失，對3種損失均提出改善方案，整體減少損失，提升自動變速器效率。

圖3 摩擦片改善前、后拖曳扭矩對比

3.1 摩擦片組件拖曳損失減少方法

拖曳損失主要由于摩擦片與鋼板間油膜形成，造成扭矩的損耗。基于此原理，改善方向為縮短油膜存在的時間。對于摩擦片組件，更改了油槽形狀，增加離合器間隙0.5mm，使得油膜加速破裂。對改善前、后的拖曳損失，進行離合器單體拖曳試驗，得到以下結果。

圖4 油泵改善方案

3.2 油泵損失減少方法

通過減小內轉子外徑、增加內轉子齒數等具體方案，將油泵排量14.7cc/r降低到10cc/r，排量的減小，有效降低了油泵損失，在發動機怠速工況下大幅減少機械損失。降低排量之后，對比了油泵單體的損失，效果顯著。

3.3 高速攪拌損失的降低

ATF油在自動變速器中充當重要的介質，既要為液壓系統提供動力介質，又要為發熱零件、易磨損部位進行潤滑，一旦缺少則會影響變速器的正常功能，例如潤滑不足導致燒蝕、油量缺少導致液壓系統故障等。但是過多的ATF油會增加差速器、主減齒輪旋轉時的阻力，造成損失。考慮這兩方面的影響，既滿足正常的油量需求，又要減小高速攪拌的影響，設置一處擋油板，將差速器包裹起來，在其高速旋轉的時候，將多余的油通過飛濺，導向，最終儲存在無攪拌體的空間內，既減小了高速工況的攪油損失，又不變更原始的油量，滿足基礎需求。

圖5

4 結果與討論

自動變速器效率的提升可以從機械損失入手，損失小了，效率自然提升。對于傳動AT，主要的損失為拖曳損失、油泵損失、攪油損失，通過降低這些損失，達到提升變速器效率的效果。

[1] 陳家瑞.汽車構造.[M]吉林工業大學機械工業出版社.

Automatic transmission efficiency promoting method

Su Junyuan, Yu Zhonggui, Guan Wei, Yao Shutao, Wang Mo

（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

This article analysised the factor of automatic transmission efficiency, and expound how the transmission is effected by the friction, OP’s displacement, gear’s stir.

friction of clutch; displacement of oil pump; gear’s stir

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.10.049

U463.22

A

1671-7988(2019)10-143-02

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蘇俊元，就職于哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心。